随着科学技术的进步,工业生产规模进一步扩大,能源问题凸显。就我国而言,步入新世纪以来,国家工业化水平进入加速发展时期,对能源的需求迅速扩大。火力燃煤发电厂单机容量高,不受季节、水位、日照时间等因素的影响,且不存在放射性污染威胁,是我国与世界很多国家电力生产的主要方式。煤是不可再生资源,提高燃烧效率、高效环保地利用原煤发电成为我国和世界其他各国的主流思想与研究重心。目前最普遍的解决方案是采用具有更高运行参数的超临界或超超临界火力发电机组。超临界或超超临界火力发电机组的主汽压力、主汽温度、主汽流量等运行参数很高,这就意味着单位质量蒸汽所能够蕴含的能量更多,从而增大蒸汽对汽轮机转子的冲转力度,做功效果好。总体上说超临界或超超临界火力发电机组单机容量较高。为满足大容量火力发电机组的煤量供给,直吹式制粉系统得到广泛应用。与中储式制粉系统相比,直吹式制粉系统的能耗大幅度降低,且能够迅速跟随机组负荷变化,运行优势明显。中速磨煤机是火力发电厂重要辅机之一,是直吹式制粉系统的核心设备。本文所要研究的中速磨煤机控制方案,对机组正常运行意义重大,因为煤粉颗粒的细度以及制粉过程的安全持续稳定将直接影响锅炉的燃烧过程。对中速磨煤机控制方案的研究必须从整体、全面的角度分析与中速磨煤机被控对象相关联的重要影响因素。本文从多个角度,诸如中速磨煤机制粉系统工艺流程、中速磨煤机自身动态特性、现有中速磨煤机控制方案等方面进行了全面分析,发现目前中速磨煤机普遍采用的经典PID控制方案控制效果不尽人意,中速磨煤机控制方案还有待进一步改进。本文采用机理建模方法,建立了中速磨煤机被控对象的动态机理模型;通过查阅大量的文献资料,并依据所建立的机理模型,建立了基于某火力发电厂实际测试参数的中速磨煤机动态测试模型;提出了中速磨煤机动态矩阵预测控制方案、中速磨煤机模糊控制与PID串级控制方案、中速磨煤机模糊控制与PID串联控制方案、中速磨煤机模糊控制与PID并联控制方案、中速磨煤机双模糊控制器控制方案;采用Matlab仿真软件对所提出的五种先进控制方案进行了仿真研究;同时为了与现有中速磨煤机经典PID控制方案比较,对现有中速磨煤机经典PID控制方案也进行了仿真研究。仿真研究结果表明:这五种控制方案各有特色,中速磨煤机动态矩阵控制方案的控制质量最好,但控制器参数整定较难;中速磨煤机模糊控制与PID串级控制方案的控制质量次之;中速磨煤机双模糊控制器控制方案的控制质量最差,不仅超调量大而且调节时间长。如果所有控制方案的控制器相关参数都为最佳,且扰动量和扰动位置相同,那么本文提出的五种中速磨煤机先进控制方案的控制品质均好于现有的经典PID控制方案。